Kwalifikacja: CHM.02 - Eksploatacja maszyn i urządzeń przemysłu chemicznego
Jakie będzie ostateczne stężenie roztworu kwasu siarkowego(VI) o masie 500 kg i początkowym stężeniu 80%, gdy po wchłonięciu tlenku siarki(VI) masa roztworu zwiększyła się o 50 kg?
MSO3 = 80 g/mol MH2SO4 = 98 g/mol?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby obliczyć końcowe stężenie roztworu kwasu siarkowego(VI), należy uwzględnić zarówno masę początkową roztworu, jak i przyrost masy spowodowany absorpcją tlenku siarki(VI). Początkowo mamy 500 kg roztworu o stężeniu 80%, co oznacza, że masa kwasu siarkowego wynosi 400 kg (0,8 * 500 kg). Po absorpcji tlenku siarki(VI) masa roztworu wzrasta o 50 kg, co daje nową masę roztworu równą 550 kg. Masa kwasu siarkowego pozostaje taka sama, ponieważ absorpcja dotyczy wyłącznie tlenku siarki(VI). Nowe stężenie obliczamy, dzieląc masę kwasu siarkowego przez nową masę roztworu: (400 kg / 550 kg) * 100% = około 72,73%. Przy założeniu, że tlenek siarki(VI) został przetworzony w kwas siarkowy, masa kwasu siarkowego wzrasta o 50 kg * (98 g/mol / 80 g/mol) = 61,25 kg, co daje 400 kg + 61,25 kg = 461,25 kg kwasu w roztworze. Po dodaniu tej masy do całkowitej masy roztworu otrzymujemy nowe stężenie: (461,25 kg / 550 kg) * 100% = około 83,86%, co zaokrąglając daje 84%. To podejście pokazuje, jak ważne jest uwzględnienie masy reagentów w obliczeniach stężenia, co jest kluczowe w praktyce chemicznej, szczególnie w procesach przemysłowych oraz laboratoriach badawczych.
W przypadku błędnych odpowiedzi można dostrzec typowe nieporozumienia związane z obliczeniami stężenia roztworu. Wiele osób może błędnie zakładać, że dodanie masy tlenku siarki(VI) zmienia masę kwasu siarkowego, co prowadzi do błędnych wyników. Kiedy obliczamy stężenie, istotne jest, aby zrozumieć, że stężenie odnosi się do proporcji masy substancji rozpuszczonej do całkowitej masy roztworu. Zwiększenie masy roztworu przy dodawaniu reagentów powinno być analizowane w kontekście masy substancji, która została rozpuszczona. Innym częstym błędem jest nieuwzględnienie niewłaściwych wartości molowych, co prowadzi do nieprawidłowych przeliczeń masy i stężenia. Należy również pamiętać, że różne substancje mogą przechodzić reakcje chemiczne, które zmieniają nie tylko ich masę, ale także objętość, co może wpłynąć na ostateczne stężenie. W przypadku tlenku siarki(VI), może on reagować z wodą, tworząc kwas siarkowy, co zwiększa całkowitą masę kwasu w roztworze. Dlatego kluczowe jest nie tylko obliczanie masy, ale również zrozumienie reakcji chemicznych oraz ich wpływu na stężenia. Zastosowanie odpowiednich danych i dokładnych obliczeń jest niezbędne, aby uniknąć błędów w analizach chemicznych, które mogą mieć wpływ na wyniki badań eksperymentalnych oraz produkcyjnych.